大跨度钢管混凝土拱桥成套技术

大跨度钢管混凝土拱桥成套施工技术

中铁十七局集团二公司 张振华

一、工程概述 (一)工程概况

承德市南环桥主桥结构形式为单跨中承式钢管混凝土拱桥，跨径170m，桥面宽28m。拱肋拱轴线采用m=1.3的悬链线，矢高36m，矢跨比f/L=1/4.72。

拱座基础采用扩大嵌岩基础，基底设计为四台阶形式。桥台基础为υ1000群桩承台基础，台身为肋板式桥台。

全桥分两榀拱肋，二榀拱肋间距17.2m。地面以上每榀拱肋横截面为四肢Φ750314mm钢管组成的等高度横哑铃形桁式结构，拱肋高3.50m、宽1.8m，腹杆采用Ф400312mm钢管，两钢管拱肋之间共设置7道一字横撑，主弦管内和缀板间填充C45混凝土，拱肋与桥面交接处两拱肋间共设置2道肋间钢横梁。地面以下拱肋采用C40钢筋砼结构，横截面为400032200mm矩形截面，两现浇拱肋间采用2道斜撑和1道横系梁进行连接。钢结构材料均为Q345qE，除锈等级为Sa3，涂装体系为无机水性富锌底漆—环氧云铁中间漆—聚铵脂面漆。

桥面系采用吊杆吊住预制C50吊杆横梁，其上纵置T型C30先简支后连续的桥面板，吊杆采用Ф7mm3109镀锌高强钢丝索加双层PE防护套。

(二)工程特点

1、本桥结构设计新颖、造型美观。

2、本桥地处市区武列河的河滩上，河床常年无水，河滩开阔平坦，受外界干扰少，施工条件好。

3、拱座基坑开挖深度大（河床面至基底深16m），基坑渗水量大（渗水量达到4000 m3/h），基坑排水是本工程的难点之一。

4、本桥拱座大体积混凝土施工、现浇拱底模设计、钢结构加工与吊装、填充混凝土施工、钢管拱加载等施工工艺复杂，是本工程的关键工程和重难点工程。

5、本地区昼夜温差大，钢结构材料特殊，涂装体系为重防腐新型材料，因此，大体积砼温控、钢结构温度变形、焊缝质量、涂装基层处理和吊装合拢是本工程的关键控制工序。

第 1 页 共 52 页

二、拱座基础施工技术 (一)基坑土石方施工

拱座基坑最大开挖深度为16.0m，0～11.0m范围内为渗水强的砂卵石层，11.0～16.0m范围内为砂砾岩层，基坑渗水为强渗水，渗水量为4000m3/h。

1、土方开挖

基坑砂卵石层开挖采用明挖法进行施工，采用二台PC2000单斗液压挖掘机进行分层开挖，10吨自卸汽车运输，每层开挖深度为2.5m，四周边坡坡率按1:1施工。

2、石方开挖

由于施工地处城市居民区，石方采用松动控制爆破法进行施工，并采用双层钢板网加压砂袋进行覆盖防护，根据基坑实际情况钻爆设计采用υ75型深孔控制爆破法，起爆方式为毫米网络微差起爆，装药为底部连续装药，用药量控制在0.35kg/m3，起爆顺序为先在中部设计一组6孔掏槽眼，间距按0.4m布置，然后按1.5m排距、1.0m间距布置中间眼，四周按0.8m布置周边眼。网络采用毫米导爆管连接，每排间依次按1、3、5、7、9、11段的微差间隔。根据基底标高详细确定每个位置炮孔深度，孔底低于设计标高20cm。

爆破完成后，采用挖掘机装车，自卸汽车运输出渣。岩层边坡坡率按1:0.35控制，边坡和基底由人工用风镐找平到位。

3、运输道路

在基坑边坡上设置不超过1:15的“S型”坡道，由自卸汽车经运输坡道将开挖土石方运出基坑。

4、基坑排水

基坑采用2台υ350型和3台υ150型电动抽水机集中抽排基坑内渗水，为了保证工程附近民用建筑的安全，在基坑以外20m按环型布置4个1031033m的蓄水池，将基坑抽出的水储存于蓄水池内进行回灌，以保证城市居民区地下水位。基坑开挖尺寸四周考虑0.5m的排水沟和2个33332m的积水坑，排水沟与积水坑均置于基坑设计尺寸以外。

(二)拱座混凝土施工

拱座基础全桥共2个，每个基础为2100m3的C30钢筋混凝土，长、宽、高分别为28m、15m、8m，属于大体积混凝土施工。基础钢筋现场加工，人工就地绑扎，υ20mm以上钢筋接头采用直螺纹套管接头进行连接。模板采用2.031.5m大块钢模板拼装，背带采用160型槽钢按40cm间距布置，采用υ200mm原木做外支撑固定于基坑内壁，模内按3.033.0m

第 2 页 共 52 页

间距设计υ10钢筋内拉筋。

1、原材料选定

1.1水泥：采用承德市建龙水泥，标号为普通硅酸盐32.5，该种水泥为旋窖水泥。 1.2砂子：采用双峰寺河砂，规格为中粗砂，含泥量小于2.4%。 1.3碎石：为连续级配碎石，粒径为5—31.5mm，含泥量小于0.5% 1.4粉煤灰：滦河II级低钙粉煤灰。

1.5外掺剂：采用石家庄RB-2多功能复合膨胀剂。

2、材料组织

2.1砼材料：砼制作所用材料（水泥、碎石、砂等）所备数量必须满足基础施工要求，所用材料在施工前必须进行检验合格。水泥、粉煤灰等材料要进行防雨防潮处理。

2.2施工用电：主要采用承德市电，在基坑西侧100m处设有一台500KW的变压器，由地下埋设电缆引至用电点，作为主要施工电源。另外备用2台120KW发电机作为备用。

2.3施工用水：采用由基坑内排出的未经污染的地下水作为施工用水，由水泵分别抽至三台砼拌和站进行使用，砼养护采用基坑内的地下水直接进行使用。

3、施工方法

3.1施工平面布置

详见拱座基础砼施工平面布置示意图，图2-1。现场平面布置时，考虑到布置施工机械设备一侧的基坑边坡是干码片石的回填边坡，稳定性比原土差，所以在机械布置时要布置在原基坑开挖边线以外，以保证施工期基坑边坡的稳定性。

3.2施工工艺流程

详见拱座基础砼施工工艺流程框图，图2-2 3.3主要施工方法

3.3.1施工准备：首先请现场监理工程师对基础钢筋和模板施工情况进行检验，合格后及时进行签证；其次是对基础内三层冷却水管进行提前注水试验，保证每层冷却水管均不漏、不渗，并水流畅通，满足降低砼水化热的要求。其三是按照要求埋设各测点的测温电阻探头，并将导线引至砼以外。其四是全部施工机械设备（包括备用机械设备）进行试运行，正常后报请监理工程师对砼浇注前的准备工作进行检查。准备工作检查包括人员准备情况、机械设备准备情况、材料准备情况、施工条件准备情况等，检查内容均能满足砼施工要求，并有保证措施后才能开始浇注砼。

第 3 页 共 52 页

3.3.2上料：砼的粗、细骨料由装载机进行运输和上料；水泥、粉煤灰和外加剂先由装载机运到拌和站旁，再由人工进行按比例加料。

3.3.3材料计量：砼的粗细骨料和水的加入量由拌和站的电子称进行每盘计量，然后通过拌和站的电脑进行统一控制。水泥、粉煤灰、外加剂是袋装成品，所以确定每盘用料时应以整袋为单位，由人工进行控制数量。

3.3.4砼的拌和：用JS500（JS1000）的拌和站进行强制搅拌，时间控制在3-4分钟，确保所拌砼料颜色一致，骨料均匀，和易性良好，坍落度合格。

3.3.5砼质量检验：砼拌和均匀后，项目部试验人员按每一班抽一组的比例进行抽取砼试件，人工振捣和标识后，一组送试验室进行标准养护，另一组在现场和实体进行同条件养护；然后根据砼拌和情况随机抽查砼料的坍落度，严格将砼坍落度控制在配合比报告要求的范围值内；项目部试验人员全过程监控拌制砼的均匀度、水灰比、材料计量情况，确保每盘砼质量检验合格后再入仓浇注。 < …… 此处隐藏：3083字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……